專利名稱：一種混合勵磁開關磁通電機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種開關磁通電機，具體是一種混合勵磁開關磁通電機，屬于電機制造技術領域。
背景技術：
隨著能源危機的不斷加劇，采用永磁勵磁取代電勵磁以節(jié)省能源消耗成為全世界的共識，同時由于我國是世界上稀土資源最豐富的國家，開發(fā)研究和推廣應用新型結構的稀土永磁電機，具有重要的理論意義和實用價值。然而，由于永磁電機自身存在氣隙磁場無法調節(jié)的缺點，成了限制其應用推廣的瓶頸。目前，以轉子永磁型電機為原型的混合勵磁電機，提出的電機結構都非常復雜，不論從制造工藝還是成品化大規(guī)模生產而言，都面臨巨大的挑戰(zhàn)；而基于永磁體的開關磁通電機勵磁磁場無法調節(jié)，控制性能較差。

發(fā)明內容
針對上述現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明提供一種混合勵磁開關磁通電機，結構簡單，方便實施，實現(xiàn)勵磁磁場可調的目的。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn)一種混合勵磁開關磁通電機， 包括轉軸、定子和轉子，所述的定子包括定子軛和連接在定子軛上的定子極，在每兩個相鄰的定子極之間設置一定子功率繞組線槽，所述的定子功率繞組線槽中布置有定子功率繞組，定子功率繞組為集中繞組，每個定子功率繞組的兩個有效邊分別布置在相應的定子極兩側的定子功率繞組線槽中，所述的轉子包括轉子軛和轉子極，在每個定子極中線ML處的定子極鐵心中沿轉軸方向開鑿一個矩形永磁體槽，在每個永磁體槽中放置永磁體和定子勵磁繞組，所述的定子勵磁繞組為集中繞組，定子勵磁繞組的第一個有效邊放于永磁體槽底部，第二個有效邊放于永磁體槽頂部，所述的永磁體插入定子勵磁繞組兩個有效邊之間，所述的永磁體的磁場方向相對于自身的定子極是切向方向，相鄰定子極上的永磁體的磁場方向相反，相鄰定子極上的定子勵磁繞組的通電方向相反。永磁體槽的永磁體槽頂面距離定子極表面的鐵心厚度為I至2毫米，構成定子極頂部隔磁磁橋，該永磁體槽的永磁體槽底面距離定子軛外表面的鐵心厚度也為I至2毫米， 構成定子極底部隔磁磁橋。本發(fā)明的有益效果是(I )、上述混合勵磁開關磁通電機，在每個定子極上都有定子勵磁繞組，通過控制定子勵磁繞組的電流就可以方便地調節(jié)電機的磁場大小，可以極大地提高電機的控制性能；(2)、每個定子極上永磁體的磁場方向相對于自身定子極身是切向方向，而相應定子極兩側的定子功率繞組的電流產生的電樞磁場方向是徑向的，因此，電樞磁場不會對永磁體的磁場產生去磁作用；(3)、永磁體槽的頂部和底部各個有一個隔磁磁橋，這些隔磁磁橋可以保護永磁體和增加定子鐵心的機械強度，同時隔磁磁橋可以減少永磁體的漏磁通，提高永磁體的利用率；(4)、頂部隔磁磁橋的存在，使得定子極表面無槽，可以減少因為開槽引起的氣隙磁場和感應電勢畸變。


圖I是本發(fā)明的主體結構示意圖2是本發(fā)明的齒結構示意圖。圖中1、定子軛,2、定子極,2-1、定子極頂部隔磁磁橋,2-2、定子極底部隔磁磁橋, 2-3、定子極表面，3、定子功率繞組線槽，4、定子功率繞組，5、永磁體槽，5-1、永磁體槽頂面， 5-2、永磁體槽底面,6、永磁體,7、定子勵磁繞組,8、轉子軛,9、轉子極,10、轉軸，11、定子, 12、轉子，ML、定子極中線。
具體實施例方式下面將以常規(guī)的六極定子、八極轉子的混合勵磁開關磁通電機為例，并結合附圖對本發(fā)明做進一步說明。如圖I和圖2所示，本混合勵磁開關磁通電機，包括轉軸10、定子11和轉子12，所述的定子11包括定子軛I和連接在定子軛I上的定子極2，在每兩個相鄰的定子極2之間設置一定子功率繞組線槽3，所述的定子功率繞組線槽3中布置有定子功率繞組4，定子功率繞組4為集中繞組，每個定子功率繞組4的兩個有效邊分別布置在相應的定子極2兩側的定子功率繞組線槽3中，所述的轉子12包括轉子軛8和轉子極9，在每個定子極中線ML 處的定子極2鐵心中沿轉軸10方向開鑿一個矩形永磁體槽5,在每個永磁體槽5中放置永磁體6和定子勵磁繞組7，所述的定子勵磁繞組7為集中繞組，定子勵磁繞組7的第一個有效邊放于永磁體槽5底部，第二個有效邊放于永磁體槽5頂部，所述的永磁體6插入定子勵磁繞組7兩個有效邊之間，所述的永磁體6的磁場方向相對于自身的定子極2是切向方向， 相鄰定子極2上的永磁體6的磁場方向相反，相鄰定子極2上的定子勵磁繞組7的通電方向相反。在本實施例中，上述混合勵磁開關磁通電機的定子11和轉子12的鐵心均由O. 5mm 厚的硅鋼片疊壓鑄成，這樣可以使繞組端部縮短，導線的用量和銅耗減小，其中徑向相對的兩定子極2上的定子功率繞組4串聯(lián)或并聯(lián)成一相繞組，使本實施例中的六個定子功率繞組4就分成了 ABC三相繞組。永磁體槽5的永磁體槽頂面5-1距離定子極表面2-3的鐵心厚度為I至2毫米， 構成定子極頂部隔磁磁橋2-1，該永磁體槽5的永磁體槽底面5-2距離定子軛外表面2-4的鐵心厚度也為I至2毫米，構成定子極底部隔磁磁橋2-2。該混合勵磁開關磁通電機的感應電勢原理為當電機旋轉時，永磁體6磁通方向不變，而通過電機定子11和轉子12形成的電機主磁通回路發(fā)生變化，使得電機每相定子功率繞組4下產生交變的磁通，從而在定子功率繞組4中感應出三相交變的電動勢，為保護永磁體6和增加定子11鐵心的機械強度，同時減少永磁體6的漏磁通，提高永磁體6的利用率，在所述永磁體槽5的頂部和底部各設有一個隔磁磁橋，即定子極頂部隔磁磁橋2-1和定子極底部隔磁磁橋2-2 ;此外，由于頂部隔磁磁橋2-1的存在，使得定子極2的表面呈一個平面或弧面，而不存在凹槽，減輕了現(xiàn)有技術在定子極上開槽引起的氣隙磁場和感應電勢的畸變程度。上述混合勵磁開關磁通電機的勵磁調節(jié)原理是當需要增加每極勵磁磁通時，給每極上的定子勵磁繞組7通正方向直流電流,它產生的磁場方向與永磁體6的磁場方向相同，這兩部分磁場相加，每極下的總勵磁磁通量就會加大；當需要減少每極勵磁磁通時，給每極上的定子勵磁繞組7通負方向直流電流,它產生的磁場方向與永磁體6的磁場方向相反，這兩部分磁場相減，每極下的總勵磁磁通量就會減小。通過控制定子勵磁繞組7的電流就可以方便地調節(jié)電機的磁場大小，以滿足電機控制的要求，由于每個定子勵磁繞組7是纏繞在自身定子極上永磁體槽5中的永磁體6上，當某個定子極上的永磁體6失磁時,對該定子極上的定子勵磁繞組7通正方向電流為該永磁體重新充磁，從而恢復該永磁體6的磁性。
權利要求
1.一種混合勵磁開關磁通電機，包括轉軸(10)、定子(11)和轉子(12)，所述的定子(11)包括定子軛(I)和連接在定子軛(I)上的定子極(2)，在每兩個相鄰的定子極(2)之間設置一定子功率繞組線槽(3)，所述的定子功率繞組線槽(3)中布置有定子功率繞組(4)， 定子功率繞組(4)為集中繞組，每個定子功率繞組(4)的兩個有效邊分別布置在相應的定子極(2)兩側的定子功率繞組線槽(3)中，所述的轉子(12)包括轉子軛(8)和轉子極(9)， 其特征在于，在每個定子極中線ML處的定子極(2)鐵心中沿轉軸(10)方向開鑿一個矩形永磁體槽(5)，在每個永磁體槽(5)中放置永磁體(6)和定子勵磁繞組(7)，所述的定子勵磁繞組(7)為集中繞組，定子勵磁繞組(7)的第一個有效邊放于永磁體槽(5)底部，第二個有效邊放于永磁體槽(5)頂部，所述的永磁體(6)插入定子勵磁繞組(7)兩個有效邊之間，所述的永磁體(6 )的磁場方向相對于自身的定子極(2 )是切向方向,相鄰定子極(2 )上的永磁體(6)的磁場方向相反,相鄰定子極(2)上的定子勵磁繞組(7)的通電方向相反。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種混合勵磁開關磁通電機，其特征在于，所述的永磁體槽 (5 )的永磁體槽頂面(5-1)距離定子極表面(2-3 )的鐵心厚度為I至2毫米，構成定子極頂部隔磁磁橋(2-1)，該永磁體槽(5)的永磁體槽底面(5-2)距離定子軛外表面(2-4)的鐵心厚度也為I至2毫米，構成定子極底部隔磁磁橋(2-2)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種混合勵磁開關磁通電機，屬于電機制造技術領域，包括轉軸、定子和轉子，在每個定子極中線ML處的定子極鐵心中沿轉軸方向開鑿一個矩形永磁體槽，在永磁體槽中放置永磁體和定子勵磁繞組，定子勵磁繞組的第一個有效邊放于永磁體槽底部，第二個有效邊放于永磁體槽頂部，永磁體插入定子勵磁繞組兩個有效邊之間。達到勵磁磁場可以調節(jié)，提高電機的控制性能的目的，同時電樞磁場不會對永磁體的磁場產生去磁作用，保護永磁體和增加定子鐵心的機械強度，減少永磁體的漏磁通，提高永磁體的利用率，頂部隔磁磁橋的存在，使得定子極表面無槽，可以減少因為開槽引起的氣隙磁場和感應電勢畸變。
文檔編號H02K1/14GK102593974SQ20121007042
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月17日 優(yōu)先權日2012年3月17日
發(fā)明者甄文歡, 鄧先明, 郭其鋒, 黃坤 申請人:中國礦業(yè)大學